第1章-緒論及基礎(chǔ)知識(shí)課件

地基處理技術(shù)

GroundTreatmentTechniques

重慶交通大學(xué)河海學(xué)院吳文雪地基處理技術(shù)

GroundTreatmentTech課程簡(jiǎn)介

CourseIntroduction一、課程性質(zhì)和目的本課程為土木工程、交通工程及水利工程等專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課，32學(xué)時(shí)。本課程主要結(jié)合地基處理技術(shù)新規(guī)范和工程實(shí)際，詳盡地介紹建筑工程、道橋工程、水利工程等領(lǐng)域中各種常用的和最新的地基處理技術(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法、施工工藝和質(zhì)量檢測(cè)方法，提高學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。課程簡(jiǎn)介

CourseIntroduction一、課課程簡(jiǎn)介

CourseIntroduction二、課程的基本要求

本課程是一門(mén)既古老又年輕的學(xué)科，由于天然地基土的復(fù)雜多變及特殊性，在學(xué)習(xí)中，應(yīng)理解問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，掌握原理，明確方法和步驟，對(duì)教材所述的設(shè)計(jì)基本理論、具體計(jì)算方法和應(yīng)用的工程算例，應(yīng)融會(huì)貫通；并且注意結(jié)合工程實(shí)踐，理論聯(lián)系實(shí)際，提高對(duì)理論的認(rèn)識(shí)，增加處理實(shí)際工程地基問(wèn)題的能力。關(guān)鍵要靈活應(yīng)用。課程簡(jiǎn)介

CourseIntroduction二、課課程簡(jiǎn)介

CourseIntroduction三、教材選擇及教學(xué)內(nèi)容

《地基處理技術(shù)》鄭俊杰編著，華中科技大學(xué)出版社，2004由于課時(shí)較少（32h），只能講主要內(nèi)容，按照：地基處理方法---原理---設(shè)計(jì)要點(diǎn)---施工及實(shí)例的順序四、考試及學(xué)分

總成績(jī)＝平時(shí)成績(jī)×30%+卷面成績(jī)×70%(閉卷)

平時(shí)成績(jī)包括：考勤、作業(yè)

學(xué)分2個(gè)課程簡(jiǎn)介

CourseIntroduction三、教課程簡(jiǎn)介

CourseIntroduction六、與其他課程的聯(lián)系與分工

本課程內(nèi)容涉及其他學(xué)科較多，如《工程地質(zhì)》、《巖土力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《結(jié)構(gòu)力學(xué)》、《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》和《水工建筑物》等。而聯(lián)系較為密切的是《巖土力學(xué)》，是學(xué)習(xí)《地基處理》的基礎(chǔ)課程。七、主要參考資料《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JGJ79-2002》《土力學(xué)》《地基處理》----同濟(jì)大學(xué)，葉書(shū)麟課程簡(jiǎn)介

CourseIntroduction六、與

首先理解幾個(gè)基本概念1、場(chǎng)地(Site)：概念：指工程建設(shè)所直接占有并直接使用的有限面積的土地。內(nèi)涵：不同于建筑占地或建筑面積，包括地形、地貌、地質(zhì)單元等。一、地基處理的目的和意義首先理解幾個(gè)基本概念一、地基處理的目的和意義2、地基(Foundation，Subgrade，F(xiàn)oundationSoils)：概念：指承托建筑物基礎(chǔ)的這一部分很小的場(chǎng)地。建筑物地基面臨的問(wèn)題：(1)強(qiáng)度和穩(wěn)定性：承載力、整體穩(wěn)定(2)變形：大變形、水平位移

差異沉降(3)滲漏：滲透破壞(4)液化：抗震2、地基(Foundation，Subgrade，F(xiàn)ound第1章--緒論及基礎(chǔ)知識(shí)ppt課件第1章--緒論及基礎(chǔ)知識(shí)ppt課件美國(guó)北達(dá)科他州的Fargo裝運(yùn)谷倉(cāng)（10個(gè)筒倉(cāng)）1955年因地基破壞而倒塌。

美國(guó)北達(dá)科他州的Fargo裝運(yùn)谷倉(cāng)（10個(gè)筒倉(cāng)）19加拿大某容量為2500t的飼料筒倉(cāng)，建于粘土地基上。在首次使用時(shí)，填料太快，由于地基土層尚未充分固結(jié)，地基發(fā)生破壞。

加拿大某容量為2500t的飼料筒倉(cāng)，建于粘土地基上。在首墨西哥城某建筑，可清晰地看見(jiàn)其發(fā)生的沉降及不均勻沉降。該地基土層為深厚的湖相沉積層，天然含水量高達(dá)650％，液限500％，塑性指數(shù)350，孔隙比15，具有極高的壓縮性。

墨西哥城某建筑，可清晰地看見(jiàn)其發(fā)生的沉降及不均勻沉降。該地基砂土液化造成橋梁地基及結(jié)構(gòu)破壞砂土液化造成橋梁地基及結(jié)構(gòu)破壞1964年日本新瀉地震，砂土液化造成房屋倒塌或傾斜

1964年日本新瀉地震，砂土液化造成房屋倒塌或傾斜三、基礎(chǔ)(Foundation，F(xiàn)ooting)：1、概念：指建筑物向地基傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)。2、作用及荷載傳遞：具有承上啟下作用

上部荷載---基礎(chǔ)----地基土。三、基礎(chǔ)(Foundation，F(xiàn)ooting)：地基與基礎(chǔ)關(guān)系示意圖地基與基礎(chǔ)關(guān)系示意圖四、地基處理(GroundTreatment,GroundImprovement)：概念：土木工程建設(shè)中，當(dāng)天然地基不能滿(mǎn)足建（構(gòu)）筑物對(duì)地基的要求時(shí)，需對(duì)天然地基進(jìn)行加固改良，形成人工地基，以滿(mǎn)足建（構(gòu)）筑物對(duì)地基的要求，保證其安全與正常使用。這種地基加固改良稱(chēng)為地基處理。(GroundTreatment或GroundImprovement)?！督ㄖ鼗幚砑夹g(shù)規(guī)范JGJ79-2002》中定義：為提高地基承載力，改善其變形性質(zhì)或滲透性質(zhì)而采取的人工處理地基的方法。四、地基處理(GroundTreatment,Groun五、需說(shuō)明：

天然地基是否需要進(jìn)行地基處理取決于地基土的性質(zhì)和建（構(gòu)）筑物對(duì)地基的要求兩個(gè)方面。

地基處理是采用人工方法來(lái)得到滿(mǎn)足要求的地基，本課程學(xué)習(xí)對(duì)象是地基而非基礎(chǔ)，也就是本課程解決地基處理設(shè)計(jì)而不是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)見(jiàn)《基礎(chǔ)工程》和《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007--2002》，當(dāng)然二者有交叉。本節(jié)完五、需說(shuō)明：一、地基處理的對(duì)象：

主要是軟弱地基(SoftFoundation)和特殊土地基(SpecialGround)。裂隙滲透性較大的巖基裂隙灌漿處理地基處理的對(duì)象及其特征一、地基處理的對(duì)象：地基處理的對(duì)象及其特征地基處理對(duì)象軟弱地基

特殊土地基

軟弱地基：淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、泥炭質(zhì)土等沖填土

雜填土

濕陷性黃土

膨脹土

鹽漬土

季節(jié)性?xún)鐾?/p>

地基處理對(duì)象軟弱地基特殊土地基軟弱地基：淤泥、淤泥質(zhì)土二、軟弱地基(SoftFoundation)：

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002》規(guī)定：

軟弱地基系指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其他高壓縮性土層構(gòu)成的地基。地基處理的對(duì)象及其特征二、軟弱地基(SoftFoundation)：地基處理的對(duì)二、軟弱地基(SoftFoundation)：(一)、軟土(SoftSoil)1、定義：軟土是淤泥土(Muck)與淤泥質(zhì)土(MuckySoil)的總稱(chēng)。在靜水或非常緩慢的流水中沉積、經(jīng)生化作用形成的。軟土按沉積環(huán)境分為下列四類(lèi)：濱海沉積、湖泊沉積、河灘沉積和沼澤沉積。實(shí)際上還包括泥炭土和泥炭質(zhì)土。地基處理的對(duì)象及其特征二、軟弱地基(SoftFoundation)：地基處理的對(duì)二、軟弱地基(SoftFoundation)：(一)、軟土(SoftSoil)2、基本特征：具有高含水量、低密度、大孔隙比、低強(qiáng)度、高壓縮性、低透水性和高靈敏度的特點(diǎn)。

一般淤泥土孔隙比e>1.5,>L(IL>1.0)；淤泥質(zhì)土e=1.0~1.5,>L(IL>1.0)。高含水量=40~90%(甚至>100%)，高壓縮性a>0.5~3.0MPa-1，高流變性:次固結(jié)量隨時(shí)間增加，低強(qiáng)度Cu<30kPa，低滲透性10-6~10-8cm/s,固結(jié)過(guò)程長(zhǎng)，一般需要幾年甚至幾十年。地基處理的對(duì)象及其特征二、軟弱地基(SoftFoundation)：地基處理的對(duì)二、軟弱地基(SoftFoundation)：(一)、軟土(SoftSoil)2、基本特征：泥炭e>1.5,>L(IL>1.0)，有機(jī)含量30%

泥炭質(zhì)土

e=1.0~1.5,>l(Il>1.0)，有機(jī)含量10-30%

設(shè)計(jì)、施工時(shí)需特別注意地基處理的對(duì)象及其特征主要分布在我國(guó)東南沿海、內(nèi)陸平原和山區(qū)，如天津、上海、杭州、寧波、溫州、福州、廈門(mén)和廣州等沿海地區(qū)二、軟弱地基(SoftFoundation)：地基處理的對(duì)二、軟弱地基(SoftFoundation)：(二)、沖填土(HydraulicFill)1、定義：

由水力沖填泥沙形成，也稱(chēng)吹填土。如填塘、填海工程。沖填土的性質(zhì)與沖填泥沙的來(lái)源以及沖填時(shí)的水利條件有關(guān)。2、基本特征以砂性土為主時(shí)，固結(jié)較快，不屬于軟弱土；以粘性土為主時(shí)，欠固結(jié)、不均勻、高壓縮、強(qiáng)度低。地基處理的對(duì)象及其特征新加坡人工填海二、軟弱地基(SoftFoundation)：地基處理的對(duì)二、軟弱地基(SoftFoundation)：(三)、雜填土(MiscellaneousFill)1、定義：

是指由人類(lèi)活動(dòng)而任意堆填的建筑垃圾、工業(yè)廢料、生活垃圾而形成的土。常見(jiàn)城市河岸邊。2、基本特征

欠固結(jié)、不均勻、高壓縮、強(qiáng)度低、浸水沉陷。未經(jīng)處理不可作為持力層，在同一場(chǎng)地的不同位置，地基承載力和壓縮性可能有較大的差異。

地基處理的對(duì)象及其特征二、軟弱地基(SoftFoundation)：地基處理的對(duì)二、軟弱地基(SoftFoundation)：(四)、高壓縮性土(HighCompressibleSoils)

如含有有機(jī)質(zhì)的土、腐爛植物、泥炭土等。另外，飽和松散粉細(xì)砂(LooseSand)（包括部分粉土）也應(yīng)屬于軟弱地基范疇，在動(dòng)力菏載(機(jī)械振動(dòng)、地震等）重復(fù)作用下將產(chǎn)生液化、振陷；基坑開(kāi)挖時(shí)也會(huì)產(chǎn)生管涌。地基處理的對(duì)象及其特征二、軟弱地基(SoftFoundation)：地基處理的對(duì)三、特殊土地基(SpecialGround)：

主要包括濕陷性黃土、膨脹土、紅粘土、凍土等。(一)、濕陷性黃土(CollapsibleLoess)1、定義：

凡天然黃土在上覆土的自重應(yīng)力作用下，或在上覆土自重應(yīng)力和附加應(yīng)力共同作用下，受水浸濕后土的結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著附加下沉的黃土，稱(chēng)為濕陷性黃土。地基處理的對(duì)象及其特征三、特殊土地基(SpecialGround)：地基處理的對(duì)三、特殊土地基(SpecialGround)：(一)、濕陷性黃土(CollapsibleLoess)地基處理的對(duì)象及其特征200kPas=(hd-hw)/h00.015s=(ed-ew)/(1+e0)peedew200kPa三、特殊土地基(SpecialGround)：地基處理的對(duì)三、特殊土地基(SpecialGround)：(一)、濕陷性黃土(CollapsibleLoess)2、我國(guó)分布及存在問(wèn)題：

我國(guó)濕陷性黃土廣泛分布在甘肅、陜西、寧夏、山西、青海、河北、黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙、山東、河南和新疆等地。由于黃土的浸水濕陷而引起建筑物的不均勻沉降是造成黃土地區(qū)事故的主要原因。設(shè)計(jì)時(shí)首先要判斷是否具有濕陷性，再考慮如何進(jìn)行地基處理。地基處理的對(duì)象及其特征三、特殊土地基(SpecialGround)：地基處理的對(duì)三、特殊土地基(SpecialGround)：(一)、濕陷性黃土(CollapsibleLoess)地基處理的對(duì)象及其特征黃土高原上的濕陷性黃土渤海華北平原東南季風(fēng)太行山黃土高原沙漠戈壁降雨降塵西風(fēng)三、特殊土地基(SpecialGround)：地基處理的對(duì)第1章--緒論及基礎(chǔ)知識(shí)ppt課件三、特殊土地基(SpecialGround)：(一)、濕陷性黃土(CollapsibleLoess)3、常用處理方法：

墊層法、強(qiáng)夯法、土擠密樁法、預(yù)浸水法、化學(xué)法等。地基處理的對(duì)象及其特征三、特殊土地基(SpecialGround)：地基處理的對(duì)三、特殊土地基(SpecialGround)：(二)、膨脹土(ExpansionSoil)1、定義：

是指粘粒成分主要由親水性粘土礦物（蒙脫石）組成的粘性土，它是一種吸水膨脹和失水收縮并具有較大的脹縮變形性能，且變形往復(fù)的高塑性粘土。2、我國(guó)分布及存在問(wèn)題：

分布范圍很廣，在廣西、云南、湖北、河南、安徽、四川、河北、山東、陜西、江蘇、貴州和廣東等省均有不同范圍的分布。其作為筑路材料或建筑物地基時(shí)，如果不進(jìn)行地基處理，常會(huì)造成較大的危害。地基處理的對(duì)象及其特征三、特殊土地基(SpecialGround)：地基處理的對(duì)三、特殊土地基(SpecialGround)：(三)、紅粘土(RedClay)1、定義：

是指石灰?guī)r和白云巖等碳酸鹽類(lèi)巖石在亞熱帶溫濕氣候條件下，經(jīng)風(fēng)化作用所形成的褐紅色粘性土，稱(chēng)為紅粘土。2、我國(guó)分布及存在問(wèn)題：

分布在廣西、云南、貴州等省。通常紅黏土是較好的地基土，但由于下臥巖面起伏及存在軟弱土層，一般容易引起地基不均勻變化。地基處理的對(duì)象及其特征三、特殊土地基(SpecialGround)：地基處理的對(duì)三、特殊土地基(SpecialGround)：(四)、季節(jié)性?xún)鐾?SeasonallyFrozenGround)1、定義：

凡具有負(fù)溫或零溫，其中含有冰的各種土都稱(chēng)為凍土；而冬季凍結(jié)、夏季融化的土層，稱(chēng)為季節(jié)性?xún)鐾粒粚?duì)凍結(jié)狀態(tài)持續(xù)3年以上的土層，則稱(chēng)為多年凍土或永凍土。2、我國(guó)分布及存在問(wèn)題：

季節(jié)性?xún)鐾猎谖覈?guó)東北、華北和西北廣大地區(qū)均有分布。因其呈周期性的凍結(jié)和融化，因而對(duì)地基的不均勻沉降和地基的穩(wěn)定性影響較大。地基處理的對(duì)象及其特征三、特殊土地基(SpecialGround)：地基處理的對(duì)三、特殊土地基(SpecialGround)：(五)、巖溶(Karst)

主要出現(xiàn)在碳酸類(lèi)巖石地區(qū)；其基本特性是地基主要受力層范圍內(nèi)受水的化學(xué)和機(jī)械作用而形成溶洞、溶溝、溶槽、落水洞以及土洞等。地基處理的對(duì)象及其特征三、特殊土地基(SpecialGround)：地基處理的對(duì)一、地基處理的目的：

地基處理的目的是利用各種地基處理方法（夯實(shí)、置換、排水固結(jié)、加筋和熱力學(xué)等）對(duì)地基土進(jìn)行加固，以改善地基土的特性，使之滿(mǎn)足工程建設(shè)的要求。因此，地基處理措施包括5個(gè)方面的內(nèi)容：改善剪切、壓縮、透水、動(dòng)力特性，以及改善特殊土的不良特性。地基處理的目的一、地基處理的目的：地基處理的目的二、5方面內(nèi)容1、改善剪切特性（ShearStrength）

地基土的剪切破壞反映在土體的抗剪強(qiáng)度不足，需采取措施增大抗剪強(qiáng)度。2、改善壓縮特性（Compressibility）

沉降問(wèn)題3、改善透水特性（HydraulicConductivity）

包括增大和減小滲透系數(shù)兩種。防滲、排水、滲透穩(wěn)定等。地基處理的目的二、5方面內(nèi)容地基處理的目的二、5方面內(nèi)容4、改善動(dòng)力特性（DynamicCharacteristics）液化、震陷5、改善特殊土的不良地基特性濕陷性黃土、膨脹土等地基處理的目的二、5方面內(nèi)容地基處理的目的一、我國(guó)地基處理的歷史

2000年前軟土中夯入碎石等壓密土層的夯實(shí)法灰土和三合土的墊層法沿海地區(qū)修建海塘，堆載預(yù)壓地基處理方法的分類(lèi)一、我國(guó)地基處理的歷史地基處理方法的分類(lèi)二、地基處理方法分類(lèi)1、按時(shí)間分類(lèi)臨時(shí)、永久2、按處理深度分類(lèi)淺層處理和深層處理3、按處理土性對(duì)象分類(lèi)砂性土處理和粘性土處理地基處理方法的分類(lèi)二、地基處理方法分類(lèi)地基處理方法的分類(lèi)二、地基處理方法分類(lèi)4、按作用機(jī)理分類(lèi)見(jiàn)教材：換土墊層法、深層密實(shí)法、排水固結(jié)法、加筋法、膠結(jié)法、熱學(xué)法。機(jī)理：置換、夯實(shí)、擠密、排水、膠結(jié)、加筋、冷熱。每種方法都可能包括不同加固機(jī)理。對(duì)每種地基處理方法，在使用時(shí)必須注意其加固機(jī)理、適用范圍、優(yōu)點(diǎn)和局限性。地基處理方法的分類(lèi)二、地基處理方法分類(lèi)地基處理方法的分類(lèi)軟土墊層換土墊層法深層密實(shí)法--強(qiáng)夯碎石樁軟土墊層換土墊層法深層密實(shí)法強(qiáng)夯施工強(qiáng)夯施工排水固結(jié)法不透水層d0排水固結(jié)法不透水層d0加筋法路堤加筋加筋法路堤加筋膠結(jié)法高壓噴射注漿法深層攪拌法膠結(jié)法高壓噴射注漿法深層攪拌法一、地基處理設(shè)計(jì)前調(diào)查研究主要內(nèi)容包括以下4個(gè)方面：(一)、結(jié)構(gòu)條件1、建筑物的體形、剛度、受力體系、材料及使用2、結(jié)構(gòu)荷載大小、分布、種類(lèi)3、基礎(chǔ)類(lèi)型、布置和埋深4、基底壓力、地基承載力、變形允許值1.3地基處理方法選用原則

1.3SelectionofGroundTreatmentTechniques一、地基處理設(shè)計(jì)前調(diào)查研究1.3地基處理方法選用原則

1.一、地基處理設(shè)計(jì)前調(diào)查研究(二)、地基條件1、地形、地質(zhì)、地層基本狀況2、軟弱地層厚度、分布3、持力層位置及狀況4、地下水及地基土物理力學(xué)參數(shù)5、根據(jù)軟弱土層不同及工程設(shè)計(jì)需要選擇合理的地基處理方法1.3地基處理方法選用原則

1.3SelectionofGroundTreatmentTechniques一、地基處理設(shè)計(jì)前調(diào)查研究1.3地基處理方法選用原則

1.一、地基處理設(shè)計(jì)前調(diào)查研究(三)、環(huán)境條件1、施工場(chǎng)地周邊環(huán)境2、施工振動(dòng)、噪音的影響3、廢水、廢氣、固體垃圾等污染物4、減少施工對(duì)周邊環(huán)境的影響1.3地基處理方法選用原則

1.3SelectionofGroundTreatmentTechniques一、地基處理設(shè)計(jì)前調(diào)查研究1.3地基處理方法選用原則

1.一、地基處理設(shè)計(jì)前調(diào)查研究(四)、施工條件1、用地條件2、工期3、工程用料4、其他：施工機(jī)械、質(zhì)量控制、管理水平、造價(jià)等1.3地基處理方法選用原則

1.3SelectionofGroundTreatmentTechniques一、地基處理設(shè)計(jì)前調(diào)查研究1.3地基處理方法選用原則

1.二、地基處理方案確定步驟(一)、確定方案前應(yīng)具備的資料1、詳勘資料，地下管線、障礙物分布2、地基處理范圍3、類(lèi)似工程的資料搜集和分析1.3地基處理方法選用原則

1.3SelectionofGroundTreatmentTechniques二、地基處理方案確定步驟1.3地基處理方法選用原則

1.3二、地基處理方案確定步驟(二)、確定地基處理方案的步驟1、初擬：搜集上述資料，初選幾種地基處理方案2、比選：從預(yù)期處理結(jié)果、材料來(lái)源及消耗、施工機(jī)具和進(jìn)度、對(duì)環(huán)境影響等，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，優(yōu)選方案3、試驗(yàn)：對(duì)選定的方案進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)體試驗(yàn)，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)、選擇合理施工方法、確定施工效果。1.3地基處理方法選用原則

1.3SelectionofGroundTreatmentTechniques二、地基處理方案確定步驟1.3地基處理方法選用原則

1.3地基處理的設(shè)計(jì)程序?qū)Φ鼗囊蟮鼗幚矸秶⒅笜?biāo)天然地基條件地基處理方法原理過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)機(jī)械設(shè)備材料條件提出多個(gè)可行性方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)度環(huán)保比較初步方確定方案現(xiàn)場(chǎng)小型試驗(yàn)地基處理施工設(shè)計(jì)地基處理的設(shè)計(jì)程序?qū)Φ鼗囊蟮鼗幚矸秶?、指?biāo)天然地基條件1.3地基處理方法選用原則

1.3SelectionofGroundTreatmentTechniques選用地基處理方法應(yīng)力求做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量。地基處理方法很多，沒(méi)有一種方法是萬(wàn)能的。對(duì)每一具體工程均應(yīng)進(jìn)行具體細(xì)致分析，從地基條件、處理要求（